Добре познат съюзник в борбата срещу листните въшки – Как страхът от изяждане влияе върху поведението и физиологията на неприятелите?

Листните въшки се хранят със сок от растения и при сериозно нападение могат да отслабят растенията, да намалят тяхната жизненост и в крайна сметка да намалят добива и качеството на семената.

Листните въшки също са вектори за различни растителни вируси. Те могат да предават тези вируси от заразени растения на здрави по време на процеса на хранене. Някои от тези вируси могат да имат вредно въздействие върху производството на културите и семената, причинявайки заболявания, които намаляват качеството и добива на семена.

Употребата на пестициди, макар и да е полезна за глобалната продоволствена сигурност, може да има отрицателно въздействие върху естествените екосистеми и човешкото здраве. В отговор на този проблем изследователи от Penn State, ръководени от Сара Херман от Колежа по селскостопански науки, се обърнаха към неочакван съюзник, калинката, за да защитят реколтата. Използвайки химическата екология на взаимодействията хищник-плячка между калинки и листни въшки, екипът на Херман разработи иновативен инструмент за управление на вредителите.

Тяхното изследване, публикувано в списанието Basic and Applied Ecology, също доведе до временна заявка за патент за този иновативен подход. Калинките са добре известни с апетита си към листни въшки. Изследването на Херман обаче се фокусира върху неконсумативната динамика между тези организми, особено върху способността на листните въшки да откриват и реагират на уникалните аромати, излъчвани от калинките като предупредителен сигнал за избягване на хищничество.

„Основната цел е да започнем да мислим извън кутията“, каза Херман, професор по ранна кариера в Tombros и асистент по екология на членестоноги и трофични взаимодействия, в съобщение за пресата на Penn State. „Искаме да разберем как страхът от изяждане влияе върху поведението и физиологията. Започваме с големи екологични въпроси, съсредоточени в селскостопанските системи, за да разработим интервенции. Използвайки знания за основните екологични взаимодействия, които вече съществуват, можем да работим с природата, а не срещу нея.

В сътрудничество с институтите Хък към Центъра за химическа екология на науките за живота в щата Пен, изследването на Херман идентифицира основните съединения на аромата на калинката и демонстрира, че само този аромат може да промени поведението на листните въшки. Чрез разпространение на аромата около растенията листните въшки се възпират, което води до намаляване на времето им за хранене и 25% спад в броя на популациите им.

Херман се надява, че търговското производство на компонентите на аромата ще направи тази интервенция достъпна както за търговските операции, така и за потребителите. Скорошният патент за аромата, получен със съавтор Джесика Кансман, асистент по растителни науки и патология на растенията в Държавния университет на Монтана, може да позволи използването му като средство за възпиране на вредители.

„Нашата работа предполага, че наличието само на признаци за миризма на женски бръмбар може да служи като метод за намаляване на популациите на листни въшки, поне краткосрочно, и може да бъде обещаваща техника, изискваща по-нататъшно проучване“, каза Херман.

Тази ароматизираща интервенция, разработена за широко разпространени и разрушителни видове листни въшки, предлага устойчиво решение за земеделие, което избягва проблемите с резистентността, обикновено свързани с употребата на пестициди. Херман планира да проучи допълнително въздействието в цялата общност от прилагането на аромата на калинка върху селскостопански полета и да изследва подобна динамика хищник-плячка с нови хищници и паразитоиди.

Изследването, подкрепено от Министерството на земеделието на Съединените щати и Националния институт по храните и земеделието, подчертава потенциала за овладяване на естествени химикали и екологична динамика за устойчиви, вдъхновени от природата селскостопански практики.